Чего не понимал, увы, Ньютон

Чего не понимал, увы, Ньютон
(научная беседа)

День 1

Мудрец:
Позвольте, господа, представить вам гипотезу мою. (и связана она с прочтеньем этой вот работы http://www.proza.ru/2015/12/24/2230)
Так вот она, гипотеза моя:
Если естественный центр деформации или вращенья (а именно, тела центр масс) – не зафиксирован кинематически был, то в результате переходного процесса к поступательному или вращательному (равномерному) движенью он перестанет быть естественным деформации центром тела. Поскольку ту же самую скорость (что и всё тело) он в итоге и приобретает, поэтому деформация тела исчезает. (как минимум, относительно него)
Но то же самое происходит, когда при вращательном действии на некоторую точку тела, отличную от тела центра масс тело это лишь с прекращением переходного процесса (уравновешивания тела внутри себя, за счёт возникновения сил упругости поперечных в теле), а значит и с набором равной скорости угловой любой тут точкой этого тела все эти деформации сбрасывает с себя.

Оппоненты:
1)Но почему же в сей гипотезе фигурирует в итоге равномерное движенье? Ведь по закону-то Ньютона 2-му сила лишь ускоренье определяет. По-моему, это явная в гипотезе ошибка.
2)А также как Вами был учитан тут процесс достиженья внутреннего равновесья сил упругости в теле с внешней силой переходный?

Мудрец:
Пока отвечу вам я на 2-ой вопрос.
А очень просто: если нам 2-ой конец пружины взять, а за 1-ый потянуть, то возникает тут (с временем, которое тем больше, чем больше погонная плотность той пружины) равная по модулю внешней силе (действующей на 1-ый её конец) упругости сила, которая действует на 2-ой конец пружины. А потому – даёт ему она ускоренье, а значит прибавление скорости его. И что тут в результате? Что скорость конца 2-го той пружины – в итоге возрастает, что и вызывает уменьшение по модулю упругости силы (действующей с концов обоих той пружины) Но, в той время как та сила 2-ой конец пружины разгоняет, то 1-ый тут конец она же тормозит. В итоге разгонное действие этой силы силы уменьшается на 2-ой конец, в то время как на 1-ый уменьшается тормозящее действие её.(которое, кстати, сначала – 100%-но, то есть (по началу) вызывает нулевое ускоренье 1-го конца пружины. Тогда как после достижения деформацией конца 2-го этой же пружины (а на это, мне поверьте, нужно время. А именно потому, что всё-таки пружина (которая реальна, а не просто) имеет массу, а также положительную плотность, по всей своей длине) эта же сила создаёт максимальное его (конца 2-го этой вот пружины) тут ускоренье. И что тут в результате?

Что у конца 2-ого возрастает проекция ускоренья, а потом вдруг
(после завершения этапа механической энергии передачи на 2-ой конец пружины.
(что, несомненно, занимает время.
И тем большее, чем меньше скорость передачи звука
(а точнее, упругих деформаций) на другой конец пружины. А также от длины пружины.))
начинает убывать.
Чего нельзя сказать о 1-ом тут конце пружины. Ведь для него проекция ускоренья на ось тут х – сначала убывает до нуля (пока упругости пружины сила  – распространяется по пружине, но при действии постоянном на 1-ый тот конец – внешней постоянной силы), а потом начинает возрастать.
И что в итоге тут? Что скорость (а точней, проекция её) точки В (1-го конца пружины) – сначала замедленно возрастает, а потом – ускоренно возрастает. Ну а скорость (а точней, проекция её) точки А (2-го её конца) – сначала ускоренно возрастает, а потом – замедленно возрастает.
И что в итоге? Дак три раза (за период тут, который вырисовывается уже)  достигается равенство скоростей, пожалуй (а не только ускорений)

Оппонент: Но что-то в этом месте уверенности как-то у меня не возникает. Но вырисовывается определённо некий волновой процесс.

Мудрец:
Да, с Вами я согласен.
Поэтому сделаем тогда мы тут еще один эксперимент.
Если мы за точку В мат.отрезка (находящуюся правее центра масс отрезка, точкой С который назовём) от точки С потянем резко, то есть силу тяги увеличивать будем быстро (а значит, с бОльшей мощностью энергию отрезку сообщать), то результат получим мы совсем иной, чем если мощность мы уменьшим. В чём же тут различье будет? А в том, что при быстром сообщеньи силы отрезок наш первоначально растянется больше, чем при медленном сообщении её.
А хотя … я не уверен. Ведь при большой тут скорости энергии сообщенья (а значит, и при меньшем времени сообщенья той же самой порции её) энергия эта (поскольку конечную имеет скорость распространенья по отрезку (а также и по всякому телу), а именно – равную скорости звука в материале этого тела) успеет (за это время сообщенья) распространиться на меньшую часть отрезка (смежную с точкой приложенья силы) А поскольку ведь при этом на меньшую часть отрезка приходится та же самая энергии величина, то и погонная плотность тут энергии (на этом вот участке, куда энергия вошла) будет больше.(А1-) А значит, вся энергия эта и бОльший тут эффект произведёт (а именно, в данном случае это растяженье (относительное) тела, на этом вот участке)(

Слушатель (в раздумьи):
Извините, что Вас немного тут я перебью.
Ньютон, механику свою тут создавая, всегда предполагал, что приложенье силы к телу – всегда мгновенно происходит. А также то, что мгновенно по всему телу эта сила передаётся
И конечно это - простительно ему. Т.к. он ничего не знал как минимум о скорости звука.
И даже после того, как измерил скорость света Олаф Ремер  в 1676 году.
А жил Ньютон когда? С 4 января 1643 года по 31 марта 1727 года. Поэтому стоило бы ему после этого результата Рёмера тут всполошиться. И тем более, что свои «Математические начала натуральной философии» он написал в 1684—1686 годах, когда Ремер свой результат уже опубликовал.

Мудрец:
Согласен с Вашим соображеньем, уважаемый оппонент.
Но позвольте дальше мне продолжить свои тут рассужденья.
Но же тут происходит дальше? После того, как силу мы, приложенную к телу, наконец-то нарастили до её проектного значенья (и держим прежний «вес» её уже тут постоянно) начинается распространение энергии, нами сообщенной телу, внутрь его (но это только если скорость сообщения энергии телу нами – была тут больше скорости распространения её вдоль тела ) Что постепенно уменьшает погонную энергии той плотность вдоль того участка тела, на который энергия наша уже распространилась. А значит, уменьшает и воздействие той энергии на тело (а именно, в виде уменьшения его тут относительной деформации, на том участке, которого энергия уже достигла)

А в итоге получается что? Упругости силы, которые возникают на обоих тут концах активированного (энергией) участка, постепенно убывают. А это значит что?

Слушатель:
Ну а в случае, когда скорость сообщения энергии телу так мала, что время сообщенья - намного больше времени распространенья энергии вдоль тела что мы наблюдаем?

Мудрец:
Тогда охваченной энергией всё тело становится прежде, чем вся она ему сообщена. А это значит, что после этого охвата энергия телу всё также будет сообщаться. И что же мы в итоге тут получим?
Что энергия упругости, которое в результате получило всё тело – преждевременно (то есть до получения всей энергии телом) начнёт распространяться тут назад, что помешает, как понятно, дальнейшему распространению энергии в тело (т.к. тут  возникнет энергии обратная волна) А это значит, что энергии этому телу в итоге будет передано меньше.(ибо некоторая часть её обратно к нам вернётся)
И совсем иначе результат получим мы, если энергию будем быстро мы накачивать в тело. И конечно, когда её мы всю тут закачаем, то энергия также начнёт обратно распространяться. Но, поскольку энергия эта – распространилась лишь на участок тела, то возвращение этой энергии участком – направлено будет как противоположно направленью сообщенья энергии в тело, так и в другую сторону от него (и то есть – дальше по телу энергия (переданная телу) будет сообщаться. Но, как только тут вся она охватит следующий участок этого тела (ведь, напомним, что скорость сообщения энергии телу была тут такова, что за время этого сообщенья (А5-) энергия эта вся распространиться по всему телу просто не успела), процесс 2х-направленной энергии передачи вдоль тела вновь начнётся. А в итоге что? Волновая энергии передача тут возникнет. Что обеспечивает то, что часть энергии хоть и возвращается к источнику обратно (и пока не будем мы рассматривать варианта, что источник  ту энергию отражает (всю или частично)(хотя и это не исключено. Но каков для этого механизм? Вот этого как раз мы и не знаем.)), но другая её часть (и примерно равная на величине) – (всё-таки) катится (по телу) дальше.

Слушатель:
И в итоге мы чего тут достигаем?

Мудрец:
Что энергии первоначальной намного больше телу тут мы доставляем.
Отсюда нам понятен стал практический вывод: когда передаёшь энергию телу, то
1)при определении мощности этой передачи учитывай скорость звука в материале этого тела, а также и его размеры;
2)именно при скорости энергии передачи телу, в точности равной скорости звука в нём (но как они тут могут быть равны, да и вообще?) и достигается 100% энергии передача. Ведь именно при этом вся та энергия, которая закачивается в тело – совсем не возвращается обратно.

День 2

Мудрец:
Позвольте, я тут поведу итоги 1-го дня.
Во-первых, стало нам понятно, что скорость энергии передачи вдоль по телу (то есть скорость звука) – это скорость распространения деформации в нём (то есть результата сообщения энергии телу) …

Оппонент:
Но ведь результатом этого сообщенья является также тела (в целом) ускоренье. Но ведь понятно, что сразу каждая точка тела результирующее ускоренье (одинаковое для всего тела, и в том числе вращательное ускоренье) на самом деле не приобретает (за тем лишь редким исключеньем, когда тело наше – абсолютно жестко, что всего лишь идеализацией является)
На самом же деле полученье точками тела происходит неодновременно, а во времени со сдвигом. А именно, более удалённые точки тела от точки приложенья силы – равновесное ускоренье приобретают позже. И этот сдвиг во времени тем больше, чем меньше скорость распространенья деформации в теле. Ну и что дальше? (а также и большой тут круг вопросов, связанный с кинематикой процесса сообщения воздействия, а также и реакции (тела) на него)


Мудрец:
Я понял Ваш вопрос, и он весьма тут актуален.
Поэтому давайте для упрощения исследования данного процесса представим мы, что отрезок наш материальный из небольших (но всё же неделимых, и равной их длины) участков состоит. Тогда мы, прилагая силу к самому правому, например, участку вправо в нём сначала (равовесную) деформацию растяженья вызывает (но за некоторое время, которое, как легко понять, равно длине участка, делённой на скорость звука в нём)(но при этом не затрагивая всех остальных участков) Чего тут в результате на концах участка этого упругости силы возникают, стремящиеся сжать его. Но, поскольку на того участка правый тот конец – внешняя сила действовать продолжает (а упругости сила – по модулю уже ему равна), то этот вот конец – ускоренья никакого (пока) не получает. Чего не скажешь о другом конце того участка. Ведь упругости сила, возникшая на нём – на правый тот конец соседнего участка действовать начинает. И что в итоге? А соседний тот участок – растягиваться тоже начинает. И за точно такое же время, как и участок 1-ый – равновесную деформацию получает, чего тут в результате на обоих и его концах упругости силы возникают, по модулю равные растягивающей внешней силе, которые стремятся его сжать.

А дальше всё то же самое повторится, но пока мы не дойдём до самого последнего участка. Ведь, в отличие от всех остальных, он соседа слева не имеет, а поэтому его упругости слева силе – воздействовать не на что (внешнее) будет. Поэтому она и станет воздействовать на сам этот участок, в итоге уменьшая деформацию его, но в 1–ую очередь сообщая ускоренье левому концу отрезка. (а сила та, которая делает эта – равна по модулю будет внешней силе)
Но, поскольку наш последний тот участок – деформацию свою тут уменьшает, то и упругости силы, имеющие место на его концах – постепенно до 0 сползают. А значит, и ускорение левого конца отрезка (до нуля тут) уменьшают. Но как только последний тот участок – сократится до деформации нулевой (а это произойдёт за то же время, за которое он до начальной деформации растянулся. То есть время начинает обратный тут отсчёт), скажется, что на правый тут его конец – действует (до сих пор) левая упругости сила предпоследнего участка. Которая в итоге ускоренье сообщит и правому концу последнего участка (тогда как до сих пор то ускорение получал левый лишь его конец, совпадающий по праву со всего отрезка левым тут концом)

А дальше то же самое повторится, то есть волна сжатий тут участков, а также сообщения (конечных) ускорений (вправо) левым их концам. Но только лишь пока мы до 1-го (самого правого) участка не дойдём. Который отличается от всех остальных участков тем, что справа он соседа не имеет. Поэтому, когда его деформация до нуля спадёт (как и всех других участков), на правый тут его конец начнёт тут действовать лишь внешняя сила (ведь упругости сила уже уменьшилась до нуля), которая наконец-то и ему тут ускоренье вправо сообщит.
Всё, процесс закончен.

Слушатель:
Так какая же в итоге нарисовалась тут картина?

Мудрец:
Спасибо вам за Ваш вопрос.
А картина нам нарисовалась тут такая:
Что внешняя сила, приложенная к правому концу отрезка, деформирует сначала правый лишь его конец. Но потом, за некоторое ненулевое время, эта деформация передаётся по цепочке к левому его концу (и при этом справа деформация сохраняется пока) Но, когда цепочка передачи деформации дойдёт до левого конца отрезка, начинается обратная как бы тут волна. А именно, заключающаяся в том, что ускорение (итоговое) получают сначала самый левый тут конец отрезка, а потом и (по цепочке) левые концы смежных с ним участков. А также в том, что деформация, накопленная в отрезке, начинается сбрасываться (по участкам) до нуля. А когда обратная волна достигнет самого правого участка, система тут приходит к состоянью равновесья. Которое заключается в том, что все точки нашего отрезка получают одинаковое ускоренье, а также в том, что исчезает всякая деформация внутри отрезка. А значит, весь отрезок получает (итоговое, то есть соответствующее закону №2 того самого Ньютона, который почти что всей механики кодекс написал) ускоренье, как будто он – абсолютно жесткое тело.
А весь процесс этот переходный занял два времени прохождения звуком нашего всего отрезка.

(слышны аплодисменты в зале. Не бурные, конечно. Но всё-таки аплодисменты.)

Разговоры после этого в кулуарах:

Слушатель:
Позвольте Вам вопрос задать.

Мудрец:
О да, конечно, задавайте.

Слушатель:
Насколько я Вас понял, то при сбросе деформации с участка его конца движенье останавливается вдруг и сразу? (Ведь снятие деформации с участка – это движение (хотя б одной) конечной его точки (которая из равновесия в данном случае выведена) )
Но тогда выходит, что мы тут не учитываем массу этого конца участка,  а именно она инертность тут рождает точки. Которая выражается в том, что на остановку этой точки тоже требуется время.
А у Вас как будто мгновенно это происходит.

Мудрец:
Спасибо Вам за Ваш вопрос, уважаемый мой не слушатель, но оппонент.
И Вы правы тут абсолютно. С учётом массы точек в итоге может тут возникнуть не апериодический, а колебательный (и волновой) процесс энергии передачи. (Который (в идеале, то есть при отсутствии энергии потерь) может по отрезку нашему пойти туда-сюда и вовсе бесконечно.)
Но этот вот нюанс не стал намеренно я в выступлении своём обсуждать.
Ведь и моя (исходная) статья называется Механика по порядку не случайно. Ведь исходный тут был план механику от самого простого к сложному излагать.
Но кое-где у меня тут это, по-видимому, не получилось. Ведь мысли, как сказал поэт Олег Газманов – это скакуны.